Суспензия для варки целлюлозы

 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при варке целлюлозы. Оно обеспечивает при использовании повышение экономичности процесса . Суспензия для варки целлюлозы содержит частицы антрахинона и черный щелок . Частицы антрахинона находятся в суспензии при следующем гранулометрическом и количественном составе, мас.%; частицы с размером 0,04-0,06 мм 12-20; 0,06- 0,10 мм 30-38; 0,10-0,20 мм остальное. Соотношение компонентов в суспензии составляет , мас.%: частицы антрахинона 17- 51, черный щелок 49-83. 6 ил., 2 табл. 00 ю Х) 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5И 4 8 01 F 3 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3979447/29-26 (22) 19.11.85 (46) 07.08.87. Вюл. № 29 (71) Соломбальский целлюлозно-бумажный комбинат (72) Ю. К. Сафонов, В. В. Горохов и Т. Ф. Личутина (53) 66.063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 755928, кл. D 21 D 3/00, 1978.

„„SU„„1327943 А1 (54) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ВАРКИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ (57) Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при варке целлюлозы. Оно обеспечивает при использовании повышение экономичности процесса. Суспензия для варки целлюлозы содержит частицы антрахинона и черный щелок. Частицы антрахинона находятся в суспензии при следующем гранулометрическом и количественном составе, мас.о : частицы с размером 0,04 — 0,06 мм 12 — 20; 0,06—

0,10 мм 30 — 38; 0,10 — 0,20 мм остальное.

Соотношение компонентов в суспензии составляет, мас.о : частицы антрахинона 17—

51, черный щелок 49 — 83. 6 ил., 2 табл.

1327943

0,04 — 0,06

0,06 — 0,10

0,10 — 0,2

12 — 20

30 — 38

Остальное

Из фиг. 1 следует, что при концентрации антрахинона 4 мас.Я требуется более длительное время для приготовления суспензии, содержащей частицы с необходимым гранулометрическим составом, значит и затраты энергии на приготовление суспензии в этом случае будут значительно больше, чем при концентрациях антрахинона в диапазоне 10 — 51 мас.о.

При концентрации более 51О, антрахинона вновь происходит повышение времени

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при варке целлюлозы.

Цель изобретения — повышение экономичности.

На фиг. 1 представлена зависимость концентрации суспензии антрахинона и времени циркуляции, необходимого для приготовления суспензии с требуемым гранулометрическим составом; на фиг. 2 — зависимость начального напряжения сдвига тю от среднего диаметра частиц с)ср; на фиг. 3— кривые осаждения суспензий с частицами антрахинона различного диаметра dip, на фиг. 4 — зависимость времени циркуляции, необходимого для получения суспензии с частицами, где йр = 0 08; О 11 и О 15 мм; на фиг. 5 — зависимость начального напряжения сдвига тю от среднего диаметра частиц антрахинона dñр, на фиг. 6 — кривые осаждения суспензий.

Пример. Смеситель предварительно заполняют черным щелоком. Затем начинают циркуляцию щелока из смесителя и обратно по циркуляционному трубопроводу. Далее в смеситель подают антрахинон в требуемом количестве.

Суспензию транспортируют по циркуляционному трубопроводу из смесителя и обратно. Приготовленную таким образом суспензию перекачивают в производство. В качестве насоса может быть использован центробежный насос типа АХ вЂ” 6, а в качестве смесителя — смеситель с регулируемой частотой вращения. Соотношение компонентов в суспензии составляет мас.Я: частицы антрахинона 17 — 51, черный щелок 49—

83.

Свежеприготовленная суспензия антрахинона, приготовленная по известному способу, имеет следующий гранулометрический сос тав, мас. Я:

0,06 — 0,1 мм 20

0,10 — 0,2 мм 55

0,2 — 0,35 мм 20

0,35 — 0,85 мм 5

Гранулометрическая суспензия, приготовленная путем циркуляции, содержит, мас.Я:

Та блиц а 1

Сус— с! час— тиц,мм

Гранулометрический состав d мм пензия

О, 04-0, 06

1 О, 06 — 0,10

О, 10 — 0,20

1 2-20

30-38 0,11

Остальное

0,02-0,04

40 2 0,04-0,06

0,08

О, 06-0, 10

О, 10-0, 20

О, 04-0, 06

3 0,06 — 0,10

25

24

0,15

50 О, 10-0, 20

О, 20-0,50

Таким образом, готовят суспензию 1 с предлагаемым гранулометрическим составом (табл. 1), суспензия 2 с составом, в который входят частицы более мелкой фракприготовления суспензии с требуемым гранулометрически м составом.

Резко возрастают энергетические затраты на приготовление суспензии концентрации

5 антрахинона более 51®. Это объясняется дополнительными затратами энергии на разрушение прочной структуры суспензии высокой концентрации (более 51О).

Транспортировка свежеприготовленной суспензии антрахинона гранулометрического состава затрудняется образованием закупорок труб и транспортного оборудования.

Определение оптимального гранулометрического состава частиц антрахинона, обусловливающего наибольшую экономичность процесса транспортировки суспензии и ликвидацию закупорок оборудования, производят опытным путем. Частицы антрахинона при помощи сит рассеяны на следующие фракции: 0,02 — 0,04; 0,04 — 0,06; 0,06 — 0,10;

0,10 — 0,20; 0,2 — -0,5.

20 Путем смешения приготовят и исследуют суспензии составов, представленных в табл. 1

1327943 ции, т.е. 0,02 — 0,04 мм (табл. 1) и суспензия 3 с составом, который отличается от предлагаемого наличием частиц антрахинона более крупной фракции, т.е. 0,2 — 0,5 мм.

Исследование подвижности приготовленных суспензий антрахинона производят на ротационном вискозиметре. На фиг. 2 представлена зависимость начального напряжения сдвига от среднего диаметра частиц антрахинона в суспензии.

Анализ графика, представленного на фиг. 2, показывает, что наличие в суспензии частиц мелкой фракции, а значит и малого Йр приводит к значительному возрастанию начального напряжения сдвига (очень прочная структура), а значит и большим затратам энергии на подачу суспензии. Так при йр = 0,11 мм то = 4 Н/м, а при dip = 0,08 мм то = 15 Н/м .

На фиг. 3 представлены кривые осаждения исследуемых суспензий с гранулометрическим составом, представленным в табл. 1.

Кривые осаждения показывают, что наличие частиц антрахинона крупной фракции в суспензии (0,2 — 0,5 мм) с dip = 0,15 мм обусловливает очень быстрое осаждение суспензии, что объясняется образованием закупорок транспортного оборудования. Так для суспензии с dip = 0,08 мм время осаждения составит 40 мин„для суспензии с и = 0 11 мм. 20 мин, а для суспензии с йр = 0,15 мм 10 мин.

Из графика на фиг. 4 следует, что для приготовления суспензии с частицами

dip = 0,08 мм (суспензия 2 табл. 1) требуются в два раза большие затраты энергии на циркуляцию суспензии, чем на приготовление суспензии, содержащей частицы с dip = 011 мм, те. для образования в суспензии частиц мелкой фракции (0,02 — 0,04 мм) требуются значительно большие затраты энергии, чем для приготовления суспензии не содержащей этих частиц.

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

Наличие в суспензии фракции частиц антрахинона больших размеров (0,2—

0,5 мм) по сравнению с предлагаемым гранулометрическим составом ведет к образованию закупорок транспортного оборудования и труб, поскольку в суспензии, содержащей частицы антрахинона размером 0,2—

0,5 мм, происходит самое быстрое осажден не твердо и фа зы (фи г. 3) .

Кроме того, наличие в суспензии частиц антрахинона меньших по сравнению с предлагаемым гранулометрическим составом размеров (0,04 — 0,06 мм) приводит к значительному упрочнению структуры (фиг. 2), а значит и к дополнительным затратам энергии при транспортировке суспензии.

Кроме этого для приготовления суспензии, содержащей фракцию 0,04 — 0,06 мм требуется значительно большие затраты времени, а значит и энергии, чем для приготовления суспензии с предлагаемым гранулометрическим составом.

Наконец, наиболее приемлемой с точки

5 зрения экономичности процесса и ликвидации закупорок транспортного оборудования является суспензия 1 (табл. 1), содержащая частицы с гранулометрнческим составом в диапазоне 0,04 — 0,2 мм.

Определение необходимого процентного состава частиц антрахинона в диапазоне

0,04 — 0,2 мм проводят опытным путем. При помощи сит частицы антрахинона рассеивают на следующие фракции, мм: 0,04 — 0,06;

0,06 — 0,1; 0,1 — 0,2. Затем составляют суспен15 зии с процентным соотношением фракций, представленных в табл. 2.

Таблица 2

20 СуспенГранулометрический состав, мм

Процентный состав, 7

Средний диаметр, мм зия

12 — 20

30-38 0,108

0,04-0,06

1 0,06-0,1

О, 10-0, 2

Остальное

5-10

О, 04-0, 06

2 О, 06-0, 10

0,10 — 0,20

30-38 0,117

Остальное

0,04-0,06 20 — 30

3 0,06-0,10 30-38 0,7

О, 10-0, 20 Остальное

0,04-0,06 12-18

4 0,06 — О, 10 18-20 О, 124

0,10-0,20 60-70

Таким образом приготовлены суспензии, 55 отличающиеся по количественному составу частиц антрахинона от суспензии 1 (табл. 2).

Суспензия 2 с гранулометрическим составом, приведенным в табл. 2, отличается от

1327943 предлагаемой меньшим процентом частиц мелкой фракции (0,04 — 0,06 мм), суспензия 3 отличается большим процентом частиц мелкой фракции (0,04 — 0,06 мм), а суспензия 4 содержит больший процент частиц крупной фракции (0,10 — 0,20 мм).

Суспензию с количественным составом частиц антрахинона, представленным в табл. 2, исследуют на ротационном вискозиметре и снимают кривые осаждения. Результаты опытов представлены на фиг. 5 и 6.

Анализ графиков, представленных на фиг. 5 и 6, показывает, что увеличение процентного соотношения фракции 0,04—

0,06 мм (суспензия 3 в табл. 2) приводит к значительному упрочнению структуры суспензии (фиг. 5, точка 3 на графике), а значит к дополнительным энергетическим потерям при транспортировке; уменьшение процентного содержания частиц размерами 0,04 — 0,06 мм приводит к тому, что образуется слабая структура (точка 2 на фиг. 5), но при этом значительно возрастает скорость осаждения суспензии (кривая 2 на фиг. 6), а следовательно, образуются закупорки транспортного оборудования; при увеличении процентного содержания частиц крупной фракции (0,10—

0,20 мм, суспензия 1 в табл. 2) в сусФормула изобретения

17 20 20 ФО я я

Юас % часгпиц антрахинона бсуспен ии

Риг. 1 бд

М бО

ЪФ0

1 20 пензии структуры нет (точка 4 на фиг. 5), но зато в этой суспензии происходит самое быстрое осаждение твердой фазы (фиг. 6 кривая 4) и как следствие быстрого осаждения происходит закупорка транспортного оборудования и труб; наиболее приемлемым с точки зрения экономичности процесса и ликвидации закупорок транспортного оборудования является суспензия 1 с процентным содержанием частиц, представленным в табл. 2.

Суспензия для варки целлюлозы, включающая частицы антрахинона и черный щелок, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, она содержит частицы антрахинона при следующем гранулометрическом и количественном составе, мас.%:

20 Частицы с размером

0,04-0,06 мм 12 — 13

0,06 — 0,10 мм 38 — 39

0,1 — 0,2 мм Остальное а соотношение компонентов в суспензии сос25 тавляет, мас.%:

Частицы антрахинона 17 — 51

Черный щелок 49 — 83

1327943

kP о пи пав о.ж о,rs о,rs д с,о ии

o,ro

Фиг. 2

1О оо юо о

°,Ф о

Ъ яо го

СЬ 4

10 20 ЯО 4О ХО

Юаня с иин

Фиг. о

os о,ов . oro о1г он о у Я нцц Дцанетр частиц Йср, нн

Риг.4

1327943

1,4 о

П,О7

0 10 О 11 0,12

СРе8ний аиаметР частиЦ Аг мм

O,О0

0ПВ

Соста витель Т. Круглова

Редактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 3422/7 Тираж 565 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 (ч

1 7

20 30 410 б0 бд арен t, мии

Фиг. 6